Карактеристике керамичких материјала, типови, употреба, карактеристике

Тхе керамички материјали састоје се од неорганских чврстих материја, металних или других, које су подвргнуте топлоти. Његова база је обично глина, али постоје различити типови са различитим саставима.

Глина је керамичка паста. Такође, црвена глина је врста керамичког материјала који међу својим компонентама има алуминијумске силикате. Ови материјали су формирани од мешавине кристалних и / или стакластих фаза.

Ако се састоје од једног кристала, оне су монофазне. Они су поликристални када су састављени од многих кристала.

Кристална структура керамичких материјала зависи од вредности електричног набоја јона и релативне величине катиона и аниона..

Што је већи број аниона који граниче са централним катионом, то је стабилнија резултирајућа чврста твар.

Керамички материјали се могу наћи у облику густе чврсте масе, влакана, финог праха или филма.

Порекло речи керамика се налази у грчкој речи керамикос, чије значење је "ствар спаљена".

Обрада

Прерада керамичких материјала зависи од врсте материјала који се намерава добити. Међутим, производња керамичког материјала обично захтева следеће процесе:

1. Мешање и млевење сировина

То је процес у којем су сировине уједињене и настоји се хомогенизирати њихова величина и дистрибуција.

2- Цонформатион

У овој фази се даје облик и конзистенција маси која се постиже сировинама. На тај начин се повећава густина смеше, побољшавајући њене механичке особине.

3- Молдинг

То је процес којим се креира репрезентација или слика (у трећој димензији) било ког стварног објекта. Обично се прави један од ових процеса:

Притиснуто

Сировина се утискује у калуп. Суво пресовање се често користи за израду ватросталних производа и електронских керамичких компоненти. Ова техника омогућава брзо производњу неколико комада.

Моулдинг ин барбоните

То је техника која омогућава да се стотине пута произведе исти облик без грешака или деформација.

Екструзија

То је процес током којег се материјал гура или извлачи кроз калуп. Користи се за генерисање објеката са чистим и фиксним попречним пресеком.

4- Сушење

То је процес који се састоји у контроли испаравања воде и контракција које производи у комаду.

То је критична фаза процеса, јер зависи од тога да ли је комад задржао своју форму.

5- Цоокинг

Из ове фазе добијате "бисквит". У овом процесу хемијски састав глине се мења тако да је крхка али порозна у води.

У овој фази топлота мора да расте полако док се не достигне температура од 600 ºЦ. После ове прве фазе се праве декорације, када желе.

Важно је обезбедити да се делови раздвоје у рерни како би се избегле деформације.

Пропертиес

Иако својства ових материјала у великој мери зависе од њиховог састава, они генерално деле следеће особине:

• Кристална структура Међутим, постоје и материјали који немају ову структуру или их имају само у одређеним секторима.
• Они имају приближну густину од 2г / цм3.
• Бави се материјалима са изолационим својствима електричне енергије и топлоте.
• Они имају низак коефицијент експанзије.
• Имају високу тачку топљења.
• Они су обично водоотпорни.
• Нисмо запаљиви или оксидативни.
• Оне су тврде, али крхке и светле у исто време.
• Отпорне су на компресију, хабање и корозију.
• Они имају озеблине или способност да издрже ниске температуре без погоршања.
• Имају хемијску стабилност.
• Они захтевају одређену порозност.

Класификација

1- Црвена керамика

То је најзаступљенија врста глине. Има црвенкасту боју због присуства оксида гвожђа.

Када се кува, састоји се од алумината и силиката. То је најмање обрађено од свих. Ако се сломи, резултат је црвенкаста земља. Пропусна је за гасове, течности и масти.

Ова глина се обично користи за цигле и подове. Температура његовог кувања се креће од 700 до 1000 ° Ц, и може се прекрити коситровим оксидом да би се добило посудно посуђе. Италијанске и енглеске плочице се израђују од различитих врста глине.

2 - Бела керамика

То је чишћи материјал, зато немају мрље. Његова гранулометрија је више контролисана и обично остакљена на спољној површини да би се повећала њена непропусност.

Користи се у производњи санитарије и посуђа. У ову групу унесите:

Порцелан

То је материјал који се прави од каолина, врста веома чисте глине којој се додаје фелдспат и кварц или кремен..

Кухање овог материјала врши се у две фазе: у првој фази се кува на 1000 или 1300 ° Ц; а у другој фази може доћи до 1800 ° Ц.

Порцелани могу бити меки или тврди. У случају меке, у првој фази кувања досеже 1000 ° Ц.

Затим се вади из пећнице да се нанесе глеђ. И онда се враћа у пећ за другу фазу где се примењује минимална температура од 1250 ° Ц.

У случају тврдих порцулана, друга фаза кувања се врши на вишој температури: 1400 ° Ц или више.

И у случају да ће се украсити, декорација је дефинисана и улази у рерну, али овај пут на 800 ° Ц.

Има вишеструку употребу у индустрији за израду објеката комерцијалне употребе (столни прибор, на примјер), или за објекте више специјализиране употребе (као изолатори у трансформаторима).

3- Рефрацтори

То је материјал који може да издржи врло високе температуре (до 3000 ° Ц) без деформисања. То су глине које имају велике пропорције алуминијум оксида, берилијума, торијума и цирконијума.

Они се кувају између 1300 и 1600 ° Ц и морају се поступно охладити како би се избјегли кварови, пукотине или унутарња напрезања.

Европски стандард ДИН 51060 / ИСО / Р 836 наводи да је материјал ватросталан ако се омекша са минималном температуром од 1500 ° Ц.

Опека је пример ове врсте материјала, који се користи за израду пећи.

4- наочари

Чаше су течне материје са силицијумском базом, које се приликом хлађења очвршћују различитим облицима.

Различити флукси се додају силицијској бази, у складу са типом стакла које ће се производити. Ове супстанце смањују тачку топљења.

5- Цементс

То је материјал састављен од кречњака и мљевеног калција, који постаје крут када се помијеша с текућином (пожељно водом) и остави да стоји. Док је влажан, може се обликовати до жељеног облика.

6- абразиви

То су минерали са екстремно чврстим честицама, који имају компоненту од алуминијум оксида и дијамантске пасте.

Специјални керамички материјали

Керамички материјали су чврсти и жилави, али су и крхки, па су развили хибридне или композитне материјале са матрицом од фибергласа или пластичног полимера..

За развој ових хибрида могу се користити керамички материјали. То су материјали састављени од силицијум диоксида, алуминијум оксида и неких метала као што су кобалт, хром и гвожђе.

У изради ових хибрида користе се две технике:

Тхе синтхесисед

То је техника у којој су метални прахови збијени.

Фрит

Овом техником легура се постиже компресијом металног праха заједно са керамичким материјалом у електричној пећи.

У овој категорији долази тзв. Композитна матрица керамика (ЦМЦ). Међу њима се могу навести:

- Царбидес

Као волфрам, титанијум, силицијум, хром, бор или силицијум-карбид ојачан угљеником.

- Нитридес

Као силицијум, титанијум, керамички оксиинитрид или сиалон.

- Керамички оксиди 

Као алумина и цирконијум.

- Елецтроцерамиц

То су керамички материјали са електричним или магнетним својствима.

4 главне употребе керамичких материјала

1 - У авио индустрији

У овом пољу су потребне лаке компоненте са отпорношћу на високе температуре и механичке захтеве.

2. У биомедицини

У овој области су корисне за припрему костију, зуба, имплантата итд..

3- У електроници

Тамо где се ови материјали користе за производњу ласерских појачала, оптичких влакана, кондензатора, сочива, изолатора, између осталог.

4- У енергетској индустрији

На пример, керамички материјали могу довести до компоненти нуклеарног горива.

7 најистакнутијих керамичких материјала

1- Алумина (Ал2О3)

Користи се да садржи растопљени метал.

2 - Алуминијум нитрид (АИН)

Користи се као материјал за интегрисана кола и као замена за АИ203.

3- карбид бора (Б4Ц)

Користи се за производњу нуклеарне заштите.

4- Силиконски карбид (СиЦ)

Користи се за премазивање метала, за његову отпорност на оксидацију.

5 - силицијум нитрид (Си3Н4)

Користе се у производњи компоненти аутомобилских мотора и гасних турбина.

6-титанијум-борид (ТиБ2)

Такође учествује у производњи оклопа.

7- Ураниа (УО2)

Служи као гориво за нуклеарне реакторе.

Референце

1. Аларцон, Јавиер (с / ф). Хемија керамичких материјала. Опорављено од: ув.ес
2. П., Фелипе (2010). Својства керамике. Преузето са: цонструцторцивил.орг
3. Лазаро, Јацк (2014). Структура и својства керамике. Добављено из: прези.цом
4. Мусси, Сусан (с / ф). Цоокинг Добављено из: церамицдицтионари.цом
5. АРКХИС Магазине (2012). Својства керамике. Добављено из: аркхис.цом
6. Натионал Тецхнологицал Университи (2010). Класификација керамичких материјала. Преузето са: циенциаматериалес.аргентина-форо.цом
7. Национални технолошки универзитет (с / ф). Керамички материјали Добављено из: фрм.утн.еду.ар
8. Википедиа (с / ф). Керамички материјал Преузето са: ен.википедиа.орг